Задание №9 — Изопроцессы. Графики изопроцессов

#68747Задание №9ФИПИ

Изопроцессы в разреженном газе с постоянным числом м…Первый закон термодинамики. Адиабата

На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V – Т, где V – объём газа, Т – абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие отражённые на графике процессы.

1) В процессе АВ газ получает положительное количество теплоты.
2) В состоянии В концентрация атомов газа максимальна.
3) В процессе DA давление газа изохорно увеличивается.
4) В процессе ВС внутренняя энергия газа остаётся неизменной.
5) Давление газа в процессе СD постоянно, при этом газ совершает положительную работу.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

В координатах $V$ – $T$ вертикальная прямая — изотерма ( $T=\text{const}$ ), горизонтальная — изохора ( $V=\text{const}$ ), а прямая, проходящая через начало координат, — изобара ( $\frac{V}{T}=\frac{\nu R}{p}=\text{const}$ ).

По графику: в процессе AB объём и температура растут; BC — вертикальный участок, температура постоянна, объём уменьшается; в процессе CD объём и температура уменьшаются; DA — горизонтальный участок, объём постоянен, температура уменьшается.

1) В процессе AB $\Delta U=\frac32\nu R\Delta T\gt0$ и газ расширяется, т. е. $A\gt0$ . По первому началу термодинамики $Q=\Delta U+A\gt0$ — газ получает теплоту, верно.

2) Концентрация $n=\frac{N}{V}$ максимальна там, где объём минимален. В состоянии B объём наибольший, значит концентрация там минимальна — неверно.

3) В процессе DA объём постоянен, а температура уменьшается, поэтому $p=\frac{\nu RT}{V}$ изохорно уменьшается — неверно.

4) В процессе BC температура постоянна, поэтому внутренняя энергия $U=\frac32\nu RT$ не меняется — верно.

5) В процессе CD объём газа уменьшается, значит работа газа отрицательна — неверно.

Ответ: 14